JP5723198B2 - 流体取扱装置及び流体取扱システム - Google Patents

流体取扱装置及び流体取扱システム Download PDF

Info

Publication number
JP5723198B2
JP5723198B2 JP2011082820A JP2011082820A JP5723198B2 JP 5723198 B2 JP5723198 B2 JP 5723198B2 JP 2011082820 A JP2011082820 A JP 2011082820A JP 2011082820 A JP2011082820 A JP 2011082820A JP 5723198 B2 JP5723198 B2 JP 5723198B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
fluid handling
film
substrate member
chip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011082820A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2012220205A (ja
Inventor
中尾 智貴
智貴 中尾
小野 航一
航一 小野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Enplas Corp
Original Assignee
Enplas Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Enplas Corp filed Critical Enplas Corp
Priority to JP2011082820A priority Critical patent/JP5723198B2/ja
Priority to PCT/JP2012/001690 priority patent/WO2012137413A1/ja
Priority to US14/110,086 priority patent/US9120098B2/en
Publication of JP2012220205A publication Critical patent/JP2012220205A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5723198B2 publication Critical patent/JP5723198B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/56Labware specially adapted for transferring fluids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502707Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0093Microreactors, e.g. miniaturised or microfabricated reactors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81CPROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C3/00Assembling of devices or systems from individually processed components
    • B81C3/001Bonding of two components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/122Incoherent waves
    • B01J19/123Ultraviolet light
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00783Laminate assemblies, i.e. the reactor comprising a stack of plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00801Means to assemble
    • B01J2219/00804Plurality of plates
    • B01J2219/00808Sealing means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00819Materials of construction
    • B01J2219/00833Plastic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00851Additional features
    • B01J2219/00853Employing electrode arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/0095Control aspects
    • B01J2219/00988Leakage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06Fluid handling related problems
    • B01L2200/0689Sealing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/06Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0627Sensor or part of a sensor is integrated
    • B01L2300/0645Electrodes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0816Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0887Laminated structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/18Means for temperature control
    • B01L2300/1805Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks
    • B01L2300/1827Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks using resistive heater
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0406Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces capillary forces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0415Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic
    • B01L2400/0421Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic electrophoretic flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • B01L7/52Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
    • B01L7/525Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples with physical movement of samples between temperature zones
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • B29C65/4855Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding characterised by their physical properties, e.g. being electrically-conductive
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/10Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112Single lapped joints
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/10Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/114Single butt joints
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/53Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars
    • B29C66/534Joining single elements to open ends of tubular or hollow articles or to the ends of bars
    • B29C66/5346Joining single elements to open ends of tubular or hollow articles or to the ends of bars said single elements being substantially flat
    • B29C66/53461Joining single elements to open ends of tubular or hollow articles or to the ends of bars said single elements being substantially flat joining substantially flat covers and/or substantially flat bottoms to open ends of container bodies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/735General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the extensive physical properties of the parts to be joined
    • B29C66/7352Thickness, e.g. very thin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2707/00Use of elements other than metals for preformed parts, e.g. for inserts
    • B29K2707/04Carbon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/756Microarticles, nanoarticles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403Cells and electrode assemblies
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/447Systems using electrophoresis
    • G01N27/44704Details; Accessories
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/447Systems using electrophoresis
    • G01N27/44756Apparatus specially adapted therefor
    • G01N27/44791Microapparatus

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

本発明は、液体試料の分析や処理等に用いられる流体取扱装置及びこれを具備する流体取扱システムに関する。
近年、生化学や分析化学等の科学分野あるいは医学分野において、タンパクや核酸(例えば、DNA)などの微量な物質の検査分析を精度良く高速に行うために、マイクロ分析システムが使用されている。
マイクロ分析システムの一例として、マイクロ流路チップに形成された流路を泳動液(緩衝液)で満たし、流路に繋がる注入口から試料を注入し、流路の両端に電圧をかけ、試料を電気泳動させて分析を行うシステムがある。
マイクロ流路チップは、流路が形成されたチップ本体にフィルム(薄膜)または薄板を接合することにより作製される。流路の両端には、液体が注入されるリザーバが形成され、そのリザーバ内には電極が形成される。電極形成方法の例として、カーボンインクにてフィルムまたは薄板上に電極パターンを印刷する方法が知られている(特許文献1参照)。そのように形成される電極パターンの一端は、リザーバ内に位置するように形成され、他端はリザーバ外に位置するように形成されている。そして、電極パターンの他端に電気泳動装置の電極を接触させ、リザーバ内に注入される液体試料に触れることなく液体試料に電圧がかけられるように構成されている。
米国特許第6939451号明細書
上記の電極形成方法では、カーボンインクの厚みにより、フィルムまたは薄板のカーボンインクの周辺部分がチップ本体に未接着となり(ラミネート不良)、液体の漏れが発生するおそれがある。
しかしながら、従来技術では、この液体の漏れについて対策が採られておらず、液体が漏れた場合に、電気泳動装置(電極)が汚染するおそれがある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、マイクロ流路チップ等の流体取扱装置から外部への液体の漏れを防止することができ、外部環境の汚染を防止することができる流体取扱装置及び流体取扱システムを提供することを目的とする。
本発明の流体取扱装置は、板状の基板部材と、薄膜または薄板であって、前記基板部材の一面に接合される蓋部材と、前記蓋部材に、前記基板部材との接合面の一部を覆うように層状に形成され、電気または熱を伝達する伝達機能部と、を有し、前記基板部材の前記一面の前記伝達機能部の一端に対応する部分には、凹みまたは貫通孔が形成され、前記基板部材と前記蓋部材とが接合された際に前記一面側の開口部が前記蓋部材によって閉塞されることにより第1領域が形成され、前記伝達機能部の他端に対応する部分には、前記基板部材と前記蓋部材とが接合された際に外部に連通する開口部を有する第2領域が形成され、前記伝達機能部は、前記第1領域と前記第2領域との間を電気的または熱的に接続し、前記基板部材の前記一面には、前記第1領域と前記第2領域の間に延びる前記伝達機能部の縁部に架かるように溝部が形成され、前記溝部の前記一面側の開口部が前記蓋部材によって閉塞されることにより第3領域が形成され、前記第3領域は、前記第2領域と連通しており、前記基板部材に前記蓋部材が接合された状態において、前記第3領域が接着剤で充填される、構成を採る。
本発明の流体取扱装置システムは、上記流体取扱装置を備える構成を採る。
本発明によれば、基板部材に溝部を形成し、この溝部が薄膜または薄板によって閉塞されてできる空間を接着剤で充填することにより、層状の伝達機能部の厚みによって生じる基板部材と蓋部材との隙間を伝わって漏れてきた液体の漏れを防止することができ、外部環境の汚染を防止することができる。
本発明の一実施の形態に係るマイクロ流路チップの形状を示す図 図1のマイクロ流路チップのチップ本体の形状を示す図 図1のマイクロ流路チップのカーボンインク印刷後のフィルムの形状を示す図 図1(A)のE−E線拡大断面図 本発明の一実施の形態に係るマイクロ流路チップの形状を示す図(バリエーション1) 図5のマイクロ流路チップのチップ本体の形状を示す図
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
〔マイクロ流路チップの構成〕
図1は、本実施の形態に係る流体取扱装置としてのマイクロ流路チップの形状を示す図である。図1(A)は平面図、図1(B)はA−A線正面断面図、図1(C)は底面図、図1(D)はB−B線左側面断面図である。なお、図1(A)、図1(B)には、電極棒1a、1bをともに示す。
図1に示すように、マイクロ流路チップ10は、透明な略矩形の平板のチップ本体(基板部材)12とフィルム(蓋部材となる薄膜)14と、カーボンインク(伝達機能部としての電極)16a、16bと、から構成される。
チップ本体12の厚さは1mm程度であり、フィルム14の厚さは100μm程度であり、カーボンインク16a、16bの厚さは10μm程度である。
チップ本体12およびフィルム14は、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、塩化ビニール、ポリプロピレン、ポリエーテル、ポリエチレンなどの樹脂材料によって形成されている。なお、チップ本体12とフィルム14とで、互いに異なる材料を用いても良い。
カーボンインク16a、16bは、フィルム14に印刷される。フィルム14は、有機接着剤による接着あるいは熱圧着等によりチップ本体12に接合される。
図2は、チップ本体12の形状を示す図である。図2(A)は平面図、図2(B)はC−C線正面断面図、図2(C)は底面図、図2(D)はD−D線左側面断面図である。
チップ本体12には、フィルム14に対向する面である下面21に、細長い微細溝22が形成される。微細溝22は、一辺の長さ(幅および深さ)が数十μm程度の略矩形の断面を有する。チップ本体12とフィルム14とが接合された状態において、微細溝22の開口部分がフィルム14によって閉塞されることにより流路22’が形成される。
チップ本体12の微細溝22のそれぞれの両端には、外部に開口する、断面が略円形の貫通孔23a、23bが形成される。貫通孔23a、23bは、直径が数100μm〜数mmである。チップ本体12とフィルム14とが接合された状態において、貫通孔23a、23bの開口部分がフィルム14によって閉塞されることにより、泳動液、試料の注入口又は排出口としての機能を有する有底の第1領域23a’、23b’が形成される。
チップ本体12には、断面が略円形の貫通孔24a、24bが形成される。貫通孔24a、24bは、直径が数100μm〜数mmである。チップ本体12とフィルム14とが接合された状態において、貫通孔24a、24bの開口部分がフィルム14によって閉塞されることにより、電極棒1a、1bの挿入口としての機能を有する有底の第2領域24a’、24b’が形成される。
チップ本体12の下面21には、カーボンインク16a上の位置に貫通孔24aに連接して溝部25aが形成され、カーボンインク16b上の位置に貫通孔24bに連接して溝部25bが形成される。そして、チップ本体12とフィルム14とが接合された状態において、溝部25a、25bの開口部がフィルム14によって閉塞されることにより第3領域25a’、25b’が形成される。第3領域25a’、25b’は、カーボンインク16a、16b上に位置する。第3領域25a’、25b’の幅は、カーボンインク16a、16bの幅より長くなるように形成される(図4参照)。第3領域25a’、25b’には、導電性の接着剤26a、26b(図1、図4参照)が充填される。これにより、カーボンインク16a、16bの厚みによって生じるチップ本体12とフィルム14の未接着部分が予期しない流路となって、第1領域23a’、23b’から漏れてきた液体が第2領域24a’、24b’に到達する前に止めることができる。
図3は、カーボンインク16a、16b印刷後のフィルム14の形状を示す図である。図3(A)は平面図、図3(B)は正面図、図3(C)は左側面図である。
カーボンインク16a、16bが印刷されたフィルム14は、少なくとも微細溝22、貫通孔23a、23b、24a、24b、溝部25a、25bを覆うように、チップ本体12の下面21に、透明な有機接着剤による接着あるいは熱圧着等により接合される。
フィルム14をチップ本体12に接合した際には、カーボンインク16aの両端が第1領域23a’の中および第2領域24a’の中に位置し、カーボンインク16bの両端が第1領域23b’の中および第2領域24b’の中に位置する。カーボンインク16a、16bは、導電性があり、電極としての機能を有する。
〔マイクロ流路チップによる電気泳動〕
まず、マイクロ流路チップ10において、第1領域(注入口)23a’に泳動液を注入し、流路22’を充填する。次に分析用の試料を注入する。また、電極棒1a、1bを、第2領域24a’、24b’に挿入して導電性接着剤26a、26bに接触させる。
そして、電極棒1a、1bに通電することにより、流路22’の両端に電圧をかける。これにより、試料は、第1領域(排出口)23b’に向かって流路22’内を電気泳動する。
流路22’内において、試料は、分子量毎の電気泳動速度の違いによって分離される。試験者は、蛍光強度を検出することにより、電気泳動の結果を得ることができる。
〔本実施の形態の効果〕
図4は、図1(A)のE−E線拡大断面図である。図4に示すように、カーボンインクの16b(16a)の厚みに起因して、フィルム14のカーボンインクの16b(16a)の周辺部分がチップ本体12に未接着となり(ラミネート不良)、カーボンインクの16a(16b)の縁部において、チップ本体12とフィルム14との間に隙間31a、31bが生じる虞がある。
隙間31a、31bは、予期しない流路となり第1領域23b’(23a’)に繋がっている。したがって、マイクロ流路チップ10の流路22’に注入した液体(泳動液、試料)が、毛細管現象により、第1領域23b’(23a’)から隙間31a、31bを伝わって漏れてくる。
本実施の形態に係るマイクロ流路チップ10には、第3領域25b’(25a’)が形成される。第3領域25b’(25a’)の幅W1は、カーボンインク16b(16a)の幅W2より長くなるように形成され、第3領域25b’(25a’)は隙間31a、31bと繋がっている。この第3領域25b’(25a’)に導電性の接着剤26b(26a)を充填することにより、隙間31a、31bの第3領域25b’(25a’)への開口部が塞がる。
したがって、第1領域23b’(23a’)から、液体が、隙間31a、31bを伝わって第2領域24a’(24b’)に行くことはない。
この結果、本実施の形態によれば、液体の外部への漏れを防止することができ、電極や外部環境の汚染を防止することができる。
[バリエーション]
以下、本実施の形態に係るマイクロ流路チップのバリエーションについて説明する。
[バリエーション1]
図5は、本実施の形態に係るマイクロ流路チップのバリエーション1の形状を示す図である。バリエーション1のマイクロ流路チップ10−1は、試料をヒータで加熱するために用いられる。図5(A)は平面図、図5(B)はF−F線正面断面図、図5(C)は底面図である。なお、図5(A)、図5(B)には、電熱ヒータ1a−1をともに示す。なお、図5において、図1と共通する部分には、同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
図6は、図5のマイクロ流路チップのチップ本体の形状を示す図である。図6(A)は平面図、図6(B)はG−G線正面断面図、図6(C)は底面図である。なお、図6において、図2と共通する部分には、同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
バリエーション1は、伝達機能部としての伝熱性に富む金属膜16a−1が一つのみの場合である。図5において、マイクロ流路チップ10−1は、チップ本体12−1、フィルム14−1の形状が図1のチップ本体12、フィルム14と異なる。
また、図6において、チップ本体12−1には、貫通孔23a、貫通孔24a、貫通孔27が一つずつ形成される。また、チップ本体12−1の下面21−1には、溝部25aが一つ形成される。なお、チップ本体12−1には、微細溝は形成されていない。
貫通孔27は、チップ本体12−1とフィルム14−1とが接合された状態において、第3領域25a’と連通する接着剤の注入口27’となる。バリエーション1のマイクロ流路チップ10−1は、第3領域25a’を充填させる接着剤26−1を注入口27’より注入する。接着材26−1は毛細管現象によって第3領域25a’へ導入され、毛細管現象によって第3領域25a’の第2領域24a’への開口部で止まる。これより、第2領域24a’内の金属膜16a−1は接着剤26−1で覆われないため、電熱ヒータ1a−1を金属膜16a−1に直接、接触させることができる。
このように、流路状の第3領域25a’内を流動する接着剤26−1は、広い空間である第2領域24a’の開口部に達したところでその流れは止まり、第2領域24a’内の伝達機能部(金属膜)16a−1を覆い隠すことはない。接着剤26−1は、第2領域24a’と第3領域25a’との間が連通するのを妨げるものであればよく、伝達機能を有するものに限定されないため、選択の自由度を広げることができる。
バリエーション1によっても、第1領域23a’から漏れてきた液体が、第3領域25a’に止められ、第2領域24a’に到達するのを防ぐことができる。この結果、液体の漏れを防止することができ、外部環境の汚染を防止することができ、電熱ヒータ1a−1によって安全に第1領域23a’内に注入された試料を加熱することができる。
なお、上記実施の形態としては、導電部材としてカーボンインク16a、16b、伝熱部材として金属膜16a−1を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限られず、他の導電部材や伝熱部材を用いても同様の効果を得ることができる。
また、上記実施の形態としては、フィルム14をチップ本体12に接合する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、特許文献1の図1のように、薄板をチップ本体に接合する場合にも同様の効果を得ることができる。
本発明は、上記実施の形態に示す通り、液体が導入される空間(第1領域)と、これに電気的または熱的に伝達機能部によって接続されている空間(第2領域)との間に、伝達機能部の縁部に生じ得る隙間(予期しない流路)に連通する空間(第3領域)を形成し、この第3領域を接着剤で充填させることによって、第1領域の空間に導入される液体が第2領域の空間に漏れ出るのを防ぐものである。この効果が得られるものであれば、第1領域および第2領域を形成するための基板部材の凹み形状は上記実施の形態において示した形状に限られない。第1領域は、流路の途中の空間であってもよい。
本発明に係る流体取扱装置及び流体取扱システムは、生化学や分析化学等の科学分野あるいは医学分野において、微量な物質の検査分析を精度良く高速に行う装置に使用することができる。
10 マイクロ流路チップ
12、12−1 チップ本体
14、14−1 フィルム
16a、16b カーボンインク
16a−1 金属膜
22 微細溝
22’ 流路
23a、23b、24a、24b、27 貫通孔
23a’、23b’、26’ 第1領域
24a’、24b’ 第2領域
25a、25b 溝部
25a’、25b’ 第3領域
26a’、26b’、26−1 接着剤
27’ 注入口

Claims (3)

  1. 板状の基板部材と、
    薄膜または薄板であって、前記基板部材の一面に接合される蓋部材と、
    前記蓋部材に、前記基板部材との接合面の一部を覆うように層状に形成され、電気または熱を伝達する伝達機能部と、を有し、
    前記基板部材の前記一面の前記伝達機能部の一端に対応する部分には、凹みまたは貫通孔が形成され、前記基板部材と前記蓋部材とが接合された際に前記一面側の開口部が前記蓋部材によって閉塞されることにより第1領域が形成され、
    前記伝達機能部の他端に対応する部分には、前記基板部材と前記蓋部材とが接合された際に外部に連通する開口部を有する第2領域が形成され、
    前記伝達機能部は、前記第1領域と前記第2領域との間を電気的または熱的に接続し、
    前記基板部材の前記一面には、前記第1領域と前記第2領域の間に延びる前記伝達機能部の縁部に架かるように溝部が形成され、前記溝部の前記一面側の開口部が前記蓋部材によって閉塞されることにより第3領域が形成され、
    前記第3領域は、前記第2領域と連通しており、
    前記基板部材に前記蓋部材が接合された状態において、前記第3領域が接着剤で充填される、
    流体取扱装置。
  2. 前記接着剤が、導電性または伝熱性を有する、請求項1記載の流体取扱装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載の流体取扱装置を具備する流体取扱システム。
JP2011082820A 2011-04-04 2011-04-04 流体取扱装置及び流体取扱システム Expired - Fee Related JP5723198B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011082820A JP5723198B2 (ja) 2011-04-04 2011-04-04 流体取扱装置及び流体取扱システム
PCT/JP2012/001690 WO2012137413A1 (ja) 2011-04-04 2012-03-12 流体取扱装置及び流体取扱システム
US14/110,086 US9120098B2 (en) 2011-04-04 2012-03-12 Fluid handling device and fluid handling system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011082820A JP5723198B2 (ja) 2011-04-04 2011-04-04 流体取扱装置及び流体取扱システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012220205A JP2012220205A (ja) 2012-11-12
JP5723198B2 true JP5723198B2 (ja) 2015-05-27

Family

ID=46968829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011082820A Expired - Fee Related JP5723198B2 (ja) 2011-04-04 2011-04-04 流体取扱装置及び流体取扱システム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9120098B2 (ja)
JP (1) JP5723198B2 (ja)
WO (1) WO2012137413A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2515571A (en) * 2013-06-28 2014-12-31 Ibm Fabrication of microfluidic chips having electrodes level with microchannel walls
CN113634296B (zh) * 2021-10-19 2022-02-11 北京芯迈微生物技术有限公司 一种微流控芯片

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4178653B2 (ja) * 1999-02-26 2008-11-12 日立化成工業株式会社 電気泳動用チップとその製造方法、該電気泳動用チップを用いた電気泳動装置及び荷電性物質の分離方法
US6939451B2 (en) 2000-09-19 2005-09-06 Aclara Biosciences, Inc. Microfluidic chip having integrated electrodes
US6692700B2 (en) * 2001-02-14 2004-02-17 Handylab, Inc. Heat-reduction methods and systems related to microfluidic devices
US20040241381A1 (en) * 2002-01-31 2004-12-02 Chen Yihfar Microfluidic structures with circumferential grooves for bonding adhesives and related optical analysis discs
US20070286773A1 (en) * 2002-05-16 2007-12-13 Micronit Microfluidics B.V. Microfluidic Device
JP3880930B2 (ja) * 2002-07-26 2007-02-14 株式会社エンプラス プレートの接着部構造
CA3171720C (en) 2002-12-26 2024-01-09 Meso Scale Technologies, Llc. Methods for conducting electrochemiluminescence measurements
JP2005055320A (ja) * 2003-08-05 2005-03-03 Pentax Corp 電気泳動チップ
JP4496934B2 (ja) * 2004-11-19 2010-07-07 スターライト工業株式会社 マイクロ化学デバイスの製造方法
JP4591054B2 (ja) * 2004-11-24 2010-12-01 パナソニック株式会社 光学的分析デバイス
US20070102293A1 (en) * 2005-09-07 2007-05-10 Yu-Chong Tai Electrochemical flow cell, an assembly of and a method of fabrication of the same
JP4942094B2 (ja) * 2007-01-12 2012-05-30 独立行政法人産業技術総合研究所 電極付きガラス製マイクロチップ基板の製造方法
WO2011026128A2 (en) * 2009-08-31 2011-03-03 Life Technologies Corporation Flowcells and methods of filling and using same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012220205A (ja) 2012-11-12
US9120098B2 (en) 2015-09-01
WO2012137413A1 (ja) 2012-10-11
US20140023566A1 (en) 2014-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5797926B2 (ja) 流体取扱装置およびその製造方法ならびに流体取扱システム
US8920727B2 (en) Arrangement and method for electrochemically measuring biochemical reactions and method for producing the arrangement
JP4362987B2 (ja) マイクロチップ電気泳動におけるサンプル導入方法
US9101932B2 (en) Fluid handling apparatus
JP3852327B2 (ja) 電気泳動部材用リザーバ部材及び電気泳動部材
US8277761B2 (en) Channelless fluidic sample transport medium
JP5723198B2 (ja) 流体取扱装置及び流体取扱システム
JP3880930B2 (ja) プレートの接着部構造
JP6128733B2 (ja) 発光検出デバイスおよびその製造方法
US9387477B2 (en) Fluid handling device
JP5723197B2 (ja) 流体取扱装置及び流体取扱システム
JP2007174990A (ja) 細胞電気生理センサアレイおよびその製造方法
JP6654951B2 (ja) 流体取扱装置
US10549480B2 (en) Ultrasonic welding of a microfluidic device
US9283558B2 (en) Fluid handling device
JP2017138137A (ja) Pcr用マイクロチップ及び核酸増幅装置
JP2013195240A (ja) キャピラリー組立品
WO2024088766A1 (en) Lab-on-pcb device and method for manufacturing thereof
González-López et al. Single-and dual-channel hybrid PDMS/glass microchip electrophoresis device with amperometric detection
KR20150020762A (ko) 전기화학적 면역분석 카트리지 및 이것의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140326

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150324

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150327

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5723198

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees